基于FPGA的模块化多电平换流器并行化控制器设计及实验验证

作     者：王宇 刘崇茹 侯延琦 刘昊宇 李庚银 WANG Yu;LIU Chongru;HOU Yanqi;LIU Haoyu;LI Gengyin

作者机构：华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 

出 版 物：《电力自动化设备》 (Electric Power Automation Equipment)

年 卷 期：2022年第42卷第3期

页      面：90-96页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家电网公司科技项目(SGTYHT/17-JS-199)。 

主　　题：模块化多电平换流器 控制器 现场可编程门阵列 并行计算 硬件在环 

摘      要：模块化多电平换流器(MMC)中数以千计的子模块(SM)给控制器计算带来很大负担。海量数据采集、复杂控制计算以及不同控制器间通信等因素导致整个控制链路延时较长,恶化系统动态特性,甚至导致并网后系统不稳定。设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的集成控制器,在单块FPGA板卡中实现MMC的全部控制策略。控制器充分发挥FPGA的并行特性,每种控制模块尽可能采用并行设计,并将相互独立的控制模块并行执行,以提高控制器的计算速度。基于RTDS平台进行了硬件在环实验,对所开发控制器进行功能验证。结果表明:所开发控制器链路延时短,响应速度快,可用于控制策略开发测试、控制参数调试等领域。